專利名稱：桿盤易插拔式雙滾動(dòng)支承型高速錠子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于紡織工業(yè)紡紗技術(shù)領(lǐng)域的新型紡織機(jī)械專件，特別是一種桿盤易插拔式雙滾動(dòng)支承型高速錠子。
背景技術(shù)：
錠子是紡織廠用以紡紗的紡織機(jī)械專件，是細(xì)紗機(jī)上高速回轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部件。通常最高轉(zhuǎn)速為18000轉(zhuǎn)/分，空錠振幅≤0.08毫米。錠子的性能及壽命決定著紡紗的質(zhì)量、效率及成本。
目前，紡織工業(yè)廣泛使用的錠子，以支承形式分，主要有兩種一種為圖1所示由我國(guó)于60年代設(shè)計(jì)的分離式錠子——即由上軸承(2)、上軸承座(3)組成的上支承與由尼龍圈(5)、中心套管(6)、隔離圈(7)、吸振卷簧(8)、錠底(9)組成的下支承，組成上下支承分離式結(jié)構(gòu)的錠子。圖1是其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，由上至下分別由桿盤結(jié)合件(1)、上軸承(2)、上軸承座(3)、錠腳(4)、尼龍圈(5)、中心套管(6)、隔離圈(7)、吸振卷簧(8)、錠底(9)組成。
桿盤結(jié)合件(1)滾動(dòng)配合于上軸承(2)，滑動(dòng)配合于錠底(9)之間，其作用是作為高速回轉(zhuǎn)的紡紗管的支承軸。上軸承(2)壓配于上軸承座(3)的孔內(nèi)，其作用是作為桿盤結(jié)合件(1)的上支承。上軸承座(3)壓配于錠腳(4)的上端孔內(nèi)，其作用是作為上軸承(2)的安裝基準(zhǔn)。錠腳(4)安裝在細(xì)紗機(jī)龍筋板的孔內(nèi)，其作用是連接各零件及作為成套錠子的安裝基準(zhǔn)。尼龍圈(5)的內(nèi)孔壓配在中心套管(6)的上部外圓上，其外圓與錠腳(4)的內(nèi)孔滑動(dòng)配合，其作用是依靠自身的彈性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，起到彈性調(diào)心的作用，用以調(diào)節(jié)由于制造誤差所引起的上下支承間的不同軸度。中心套管(6)壓配在尼龍圈(5)的內(nèi)孔上，其下部外圓與吸振卷簧(8)緊密配合，其作用是作為安裝錠底(9)的基準(zhǔn)。隔離圈(7)是一個(gè)軸向帶有開口的C型筒狀零件，其上部圓周有三個(gè)對(duì)稱分布的齒狀凸臺(tái)，并插入與其對(duì)應(yīng)的尼龍圈(5)下部的三個(gè)凹槽內(nèi)，隔離圈(7)依靠自身彈性撐緊于錠腳(4)的內(nèi)孔壁上，其作用是作為下支承的軸向定位零件之一，且防止由尼龍圈(5)、中心套管(6)、吸振卷簧(8)、錠底(9)所組成的下支承旋轉(zhuǎn)。吸振卷簧(8)的內(nèi)圈緊密配合于中心套管(6)的外圓上，其外圈撐緊于錠腳(4)的內(nèi)孔壁上，其作用是在其簧間充滿阻尼油的情況下，起吸收振動(dòng)能量，降低振幅的油阻尼作用，并作為下支承軸向定位零件之一。錠底(9)固定在中心套管(6)的下端孔內(nèi)，其作用是作為桿盤結(jié)合件(1)的下部徑向及軸向支承；一種為圖2所示于80年代引進(jìn)、消化吸收所設(shè)計(jì)的彈性管式錠子——即由上軸承(2)、上軸承座(3)組成的上支承與由隔離圈(7)、吸振卷簧(8)、錠底(9)組成的下支承，通過彈性管(6)，將上下支承連成一體，組成彈性管式結(jié)構(gòu)的錠子。圖2是其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，由上至下分別由桿盤結(jié)合件(1)、上軸承(2)、上軸承座(3)、錠腳(4)、彈性管(6)、隔離圈(7)、吸振卷簧(8)、錠底(9)組成。
桿盤結(jié)合件(1)滾動(dòng)配合于上軸承(2)，滑動(dòng)配合于錠底(9)之間，其作用是作為高速回轉(zhuǎn)的紡紗管的支承軸。上軸承(2)壓配于上軸承座(3)的孔內(nèi)，其作用是作為桿盤結(jié)合件(1)的上支承。上軸承座(3)壓配于錠腳(4)的上端孔內(nèi)，其作用是作為上軸承(2)的安裝基準(zhǔn)。錠腳(4)安裝在細(xì)紗機(jī)龍筋板的孔內(nèi)，其作用是連接各零件及作為成套錠子的安裝基準(zhǔn)。彈性管(6)的上部外圓壓配于上軸承座(3)的孔內(nèi)，其下部外圓與吸振卷簧(8)內(nèi)圈緊密配合，其作用是作為安裝錠底(9)的基準(zhǔn)。由于在彈性管(6)的上端銑有螺旋槽，依靠這種彈性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得該結(jié)構(gòu)具有徑向彈性調(diào)心，軸向彈性支承的作用。用以調(diào)節(jié)由于制造誤差所引起的上下支承間的不同軸度。隔離圈(7)是一個(gè)軸向帶有開口的C型筒狀零件，依靠其自身彈性，撐緊于錠腳(4)的內(nèi)孔壁上，其作用是將吸振卷簧(8)與上軸承座(3)隔離開來(lái)，并將吸振卷簧(8)限定在合適的軸向位置，以使下支承具有合適的“握力”。吸振卷簧(8)的內(nèi)圈緊密配合于彈性管(6)下部的外圓上，其外圈撐緊于錠腳(4)的內(nèi)孔壁上，其作用是在其簧間充滿阻尼油的情況下，起吸收振動(dòng)能量，降低振幅的油阻尼作用。錠底(9)固定在彈性管(6)的下端孔內(nèi)，其作用是作為桿盤結(jié)合件(1)的下部徑向及軸向支承。
分離式錠子具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉的特點(diǎn)，彈性管式結(jié)構(gòu)的錠子由于上下支承為一體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其卷簧長(zhǎng)度又明顯大于分離式錠子的卷簧，故該結(jié)構(gòu)錠子的調(diào)心、吸振以及成套錠子的振幅，明顯優(yōu)于分離式錠子。兩種錠子的共同特點(diǎn)是上軸承為無(wú)內(nèi)環(huán)短圓柱滾子軸承，下支承為徑向、軸向綜合式滑動(dòng)軸承——錠底(9)的支承結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)形式，便于桿盤結(jié)合件(1)從上下支承中插拔，因而便于在長(zhǎng)期使用過程中，定期對(duì)成套錠子進(jìn)行保養(yǎng)——對(duì)桿盤結(jié)合件(1)進(jìn)行校直，對(duì)上下支承進(jìn)行清洗、保養(yǎng)、換油，使得錠子有一定可維護(hù)性，以便較長(zhǎng)時(shí)間維持較好的性能。兩種錠子基本滿足了紡織工業(yè)對(duì)相對(duì)高速(18000轉(zhuǎn)/分)，大卷裝(動(dòng)程205毫米)，低振幅(空錠0.08毫米，滿載0.4毫米)，長(zhǎng)壽命(4-5年)的需求。
隨著紡織工業(yè)對(duì)高速(20000-30000轉(zhuǎn)/分)，低振幅(空錠0.04毫米)，長(zhǎng)壽命(8-10年)的需求，以上兩種結(jié)構(gòu)的錠子就無(wú)法滿足新的要求。兩種錠子的主要缺點(diǎn)還表現(xiàn)在第一，下支承為平面推力滑動(dòng)與徑向滑動(dòng)綜合式滑動(dòng)軸承——錠底(9)的支承形式，由于缺乏液體摩擦條件，液體油膜不連續(xù)，而處于不完全潤(rùn)滑的半液體潤(rùn)滑狀態(tài)，摩擦系數(shù)相對(duì)較大，因而磨損較大，限制了速度的進(jìn)一步提高，也就限制了千錠時(shí)產(chǎn)量。
第二，由于桿盤結(jié)合件(1)上的錠桿為長(zhǎng)徑比約為30以上的細(xì)長(zhǎng)桿，桿盤結(jié)合件(1)上的偏心負(fù)荷的離心力，可造成錠桿的彈性變形，使錠桿頂端的運(yùn)行軌跡偏離錠桿軸線。這種偏心力矩產(chǎn)生向上的軸向分力，使桿盤結(jié)合件(1)的下尖r脫離錠底(9)的R中心，沿90°錐面向上爬升，從而使桿盤結(jié)合件(1)懸浮起來(lái)，在90°錐面的一定高度達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。這種爬升，使得桿盤結(jié)合件(1)除繞自身軸線自轉(zhuǎn)外，且繞錠底(9)的90°錐面公轉(zhuǎn)。形成錠端軌跡為一環(huán)行的“慢搖頭”——即所謂“開花”錠子。由于負(fù)荷的變動(dòng)，造成桿盤結(jié)合件(1)表現(xiàn)為在一定高度區(qū)間內(nèi)“上竄下跳”。同時(shí)，由圖3也可見，上軸承最大間隙為δmax，上軸承滾柱長(zhǎng)度為l，上下支承間距離為L(zhǎng)，則由上支承間隙引起的桿盤結(jié)合件(1)下端r處最大可能擺動(dòng)量Δmax，由幾何關(guān)系知Δmax＝δmax*L/l，通常上軸承最大間隙δmax≈0.022mm，上下支承間距離與上軸承滾柱長(zhǎng)度比L/l≈24，故Δmax＝δmax*L/l≈0.022*24＝0.528mm，這也是偏心負(fù)荷之所以能產(chǎn)生“慢搖頭”——“開花”錠子的原因之一。由于下部錠底(9)內(nèi)孔的限制，桿盤結(jié)合件(1)不可能擺動(dòng)Δmax這么大，但其沿90°錐面向上爬升，足以導(dǎo)致錠子逐步趨向失效。
第三，研究及實(shí)驗(yàn)證明錠子振幅在一定程度上與錠底(9)底部R及桿盤結(jié)合件(1)底部r的比值——R/r的大小有關(guān)。當(dāng)R/r＝1時(shí)，錠子有較好的綜合性能。即振幅小且磨損小。但工藝上滿足R/r＝1是不可能的，實(shí)踐中通常限定在R/r＝1～1.05之間。由圖4可見，當(dāng)R/r＞1時(shí)，實(shí)際兩者接觸在A處，近似為點(diǎn)接觸，故錠底(9)的定心精度下降，進(jìn)而錠子的振幅上升，錠子“走熟期”(初步磨合期)較長(zhǎng)。另外，由于錠底(9)定心性能下降，桿盤結(jié)合件(1)除繞自身旋轉(zhuǎn)外，還將為尋找徑向支承而爬升到錠底(9)的90°錐面上，故桿盤結(jié)合件(1)還繞錠底(9)的90°錐面公轉(zhuǎn)，類似偏心負(fù)荷的效應(yīng)，形成錠端軌跡為一環(huán)行的“慢搖頭”——“開花”錠子，這種情況惡化了錠子的工作條件及使用性能。由圖5可見，當(dāng)R/r＜1時(shí)，桿盤結(jié)合件(1)下尖的r中心上移，兩者接觸在B處，近似為線接觸，故錠底(9)的定心精度較高，基本可免去“走熟期”，其初期綜合性能較好。但由于兩者的線接觸，增大了接觸處的比壓，會(huì)很快造成接觸處的磨損，使桿盤結(jié)合件(1)下端60°錐面趨向磨損成錠底(9)90°錐面形狀，此時(shí)，滑動(dòng)接觸面積增大，功耗上升。
第四，由圖1、圖2、圖3可見，兩種錠子的下支承中，錠底(9)的R為接觸的最底部，其排污口只能開在錠底(9)R底部的側(cè)上方的水平位置或側(cè)上方的垂直位置，而無(wú)法開在R的最底部，使磨損造成的磨粒無(wú)法全部排出，是造成磨粒磨損的主要原因。
(三)實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述情況，本實(shí)用新型的目的就是提供一種新型的桿盤易插拔式雙滾動(dòng)支承型高速錠子，適用于紡織廠對(duì)于不同成本錠子的需求，有效地解決錠子適應(yīng)高速(20000-30000轉(zhuǎn)/分)，當(dāng)量卷裝更大(由于錠速提高，千錠時(shí)產(chǎn)量增加，因而當(dāng)量卷裝增大)，振幅低而穩(wěn)定(無(wú)故障工作時(shí)間延長(zhǎng))及具有較長(zhǎng)壽命(8-10年)的技術(shù)問題，它是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的錠腳內(nèi)壁裝隔離圈，隔離圈上部有尼龍圈，隔離圈下部有吸振卷簧，隔離圈內(nèi)裝有中心套管，錠腳中心孔內(nèi)有桿盤結(jié)合件，桿盤結(jié)合件上部同錠腳內(nèi)壁間裝有上軸承座，上軸承座內(nèi)裝有上軸承，桿盤結(jié)合件裝在上軸承內(nèi)，桿盤結(jié)合件下部呈圓錐體裝在深溝球軸承內(nèi)環(huán)的錐形內(nèi)壁中，構(gòu)成上、下雙滾動(dòng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)。使用時(shí)，只要將裝配好的成套錠子中的錠腳，固定在細(xì)紗機(jī)龍筋板的孔內(nèi)，將桿盤結(jié)合件，自上軸承的內(nèi)孔，插入下深溝球軸承的內(nèi)環(huán)的內(nèi)錐面上，就可按紡紗工藝要求，使成套錠子運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行紡紗。本實(shí)用新型具有適應(yīng)高速，“走熟期”短，抗振性、抗偏心負(fù)荷能力強(qiáng)，無(wú)故障運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間及壽命長(zhǎng)，具有可維護(hù)性，適應(yīng)部分失效的分離式錠子及彈性管式錠子的再生。


圖1為現(xiàn)有分離式錠子結(jié)構(gòu)剖面主視圖。
圖2為現(xiàn)有彈性管式錠子結(jié)構(gòu)剖面主視圖。
圖3為桿盤結(jié)合件在上軸承、下錠底之間擺動(dòng)幾何關(guān)系圖。
圖4為錠底內(nèi)孔與桿盤結(jié)合件下端部R/r＞1關(guān)系圖。
圖5為錠底內(nèi)孔與桿盤結(jié)合件下端部R/r＜1關(guān)系圖。
圖6為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)剖面主視圖(因上部與現(xiàn)有錠子結(jié)構(gòu)相同，故截去上部)。
具體實(shí)施方式
由圖1及圖6給出，本實(shí)用新型是錠腳(4)內(nèi)壁上有隔離圈(7)，隔離圈(7)上部裝有尼龍圈(5)，尼龍圈(5)與錠腳(4)內(nèi)孔滑動(dòng)配合，隔離圈(7)下部裝有吸振卷簧(8)，吸振卷簧(8)與錠腳(4)內(nèi)孔壁彈性配合，隔離圈(7)內(nèi)裝有中心套管(6)，錠腳(4)中心孔內(nèi)有桿盤結(jié)合件(1)，桿盤結(jié)合件(1)上部同錠腳(4)內(nèi)壁間裝有上軸承座(3)，上軸承座(3)內(nèi)裝有上軸承(2)，桿盤結(jié)合件(1)裝在上軸承(2)內(nèi)，桿盤結(jié)合件(1)下部呈圓錐體裝在深溝球軸承(9)內(nèi)環(huán)的錐形內(nèi)壁中，構(gòu)成上、下雙滾動(dòng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)。
由上述結(jié)構(gòu)可以看出，本實(shí)用新型在于第一，分離式及彈性管式錠子限制高速以及導(dǎo)致磨損的主要原因，是下支承均采用錠底綜合式滑動(dòng)軸承，因而本實(shí)用新型將下支承由滑動(dòng)支承改為深溝球軸承(9)為油潤(rùn)滑的高速輕載荷小軸承，其極限轉(zhuǎn)速可達(dá)48000轉(zhuǎn)/分，因此本結(jié)構(gòu)適應(yīng)高速，由于采用雙滾動(dòng)支承結(jié)構(gòu)，因而降低了摩擦系數(shù)，潤(rùn)滑條件得到改善。且不存在錠底(9)與桿盤結(jié)合件(1)配合中的R/r的比值問題。定心精度得到提高，其定心精度限定在深溝球軸承(9)的徑向游隙內(nèi)，其值要大大小于滑動(dòng)軸承的配合間隙。由于不存在R/r的比值問題，因而本實(shí)用新型的“走熟期”較分離式或彈性管式錠子更短。
本實(shí)用新型不存在桿盤結(jié)合件(1)向上爬升到錠底(9)的90°錐面上的條件，這是因?yàn)殄V底(9)與桿盤結(jié)合件(1)的配合中R/r＞1，定心精度低的爬升條件被完全取消。即使由偏心負(fù)荷離心力造成的爬升或叫“上竄”趨勢(shì)，由于深溝球軸承(9)的溝道限制，當(dāng)無(wú)偏心負(fù)荷，或偏心負(fù)荷較小時(shí)，桿盤結(jié)合件(1)無(wú)“上竄”爬升趨勢(shì)，此時(shí)，深溝球軸承(9)在重力作用下，其滾球在溝道下緣定心，其軸向游隙在上。當(dāng)偏心負(fù)荷離心力產(chǎn)生向上的分力時(shí)，深溝球軸承(9)的滾球在溝道上緣定心，其軸向游隙在下。但無(wú)論何種情況，其爬升趨勢(shì)被限定在深溝球軸承(9)的軸向游隙內(nèi)。即使在爬升過程中，其定心精度也被嚴(yán)格限定在深溝球軸承(9)的徑向游隙內(nèi)。因此，本實(shí)用新型抗振性能更好，抵御偏心負(fù)荷能力進(jìn)一步提高，消除錠子“慢搖頭”產(chǎn)生的機(jī)理。
本實(shí)用新型由于采用深溝球軸承軸向支承的結(jié)構(gòu)形式，因而無(wú)磨粒附在接觸而上的條件，磨粒將循溝道旁滾珠間空隙排出，改善了磨粒磨損形成的條件。
第二，為便于桿盤結(jié)合件(1)的定期校直和安裝于錠腳(4)內(nèi)的上下支承的保養(yǎng)、清洗、加油，即成套錠子的可維護(hù)性，深溝球軸承(9)的內(nèi)環(huán)與桿盤結(jié)合件(1)的結(jié)合處，采用易插拔的錐度的配合形式，這就保持了分離式及彈性管式兩種錠子易插拔的優(yōu)點(diǎn)。
使用時(shí)，只要將裝配好的成套錠子中的錠腳(4)，固定在細(xì)紗機(jī)龍筋板的孔內(nèi)，將桿盤結(jié)合件(1)，自上軸承(2)的內(nèi)孔，插入下深溝球軸承(9)的內(nèi)環(huán)的內(nèi)錐面上，就可按紡紗工藝要求，使成套錠子運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行紡紗。
需要特別說(shuō)明的是本實(shí)用新型與圖1所示的分離式錠子，圖2所示的彈性管式錠子的不同，僅是將二者下支承中的徑向、軸向綜合式滑動(dòng)軸承——錠底(9)換成內(nèi)環(huán)的內(nèi)表面帶有與桿盤結(jié)合件(1)下部外表面具有同一易插拔錐度的，并使桿盤結(jié)合件(1)依靠自身重力使桿盤結(jié)合件(1)的外錐面在其內(nèi)環(huán)內(nèi)錐面上定心，并使之成為具有聯(lián)軸器功能的錐形離合器的內(nèi)環(huán)的內(nèi)表面為錐形的深溝球軸承(9)。其余零件完全相同。故本實(shí)用新型圖6中僅畫出了改動(dòng)部分，其余相同部分予以省略。
權(quán)利要求1.一種桿盤易插拔式雙滾動(dòng)支承型高速錠子，是錠腳(4)內(nèi)壁有隔離圈(7)，隔離圈(7)上部裝有尼龍圈(5)，尼龍圈(5)與錠腳(4)內(nèi)孔滑動(dòng)配合，隔離圈(7)下部裝有吸振卷簧(8)，吸振卷簧(8)與錠腳(4)內(nèi)孔壁彈性配合，隔離圈(7)內(nèi)裝有中心套管(6)，錠腳(4)中心孔內(nèi)有桿盤結(jié)合件(1)，桿盤結(jié)合件(1)上部同錠腳(4)內(nèi)壁間裝有上軸承座(3)，上軸承座(3)內(nèi)裝有上軸承(2)，桿盤結(jié)合件(1)裝在上軸承(2)內(nèi)，其特征在于所說(shuō)的桿盤結(jié)合件(1)下部呈圓錐體裝在深溝球軸承(9)內(nèi)環(huán)的錐形內(nèi)壁中，構(gòu)成上、下雙滾動(dòng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)。
專利摘要紡紗用的桿盤易插拔式雙滾動(dòng)支承型高速錠子，可有效解決錠子適應(yīng)高速、當(dāng)量卷裝更大、振幅低而穩(wěn)定及壽命長(zhǎng)的技術(shù)問題，其結(jié)構(gòu)是，錠腳內(nèi)壁裝隔離圈，隔離圈上部有尼龍圈，隔離圈下部有吸振卷簧，隔離圈內(nèi)裝有中心套管，錠腳中心孔內(nèi)有桿盤結(jié)合件，桿盤結(jié)合件上部同錠腳內(nèi)壁間裝有上軸承座，上軸承座內(nèi)裝有上軸承，桿盤結(jié)合件裝在上軸承內(nèi)，桿盤結(jié)合件下部呈圓錐體裝在深溝球軸承內(nèi)環(huán)的錐形內(nèi)壁中，構(gòu)成上、下雙滾動(dòng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)；使用時(shí)，只要將桿盤結(jié)合件，自上軸承的內(nèi)孔，插入下深溝球軸承內(nèi)，就可進(jìn)行紡紗，本實(shí)用新型具有適應(yīng)高速，“走熟期”短，抗振性、抗偏心負(fù)荷能力強(qiáng)，無(wú)故障運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間及壽命長(zhǎng)，具有可維護(hù)性，適應(yīng)部分失效的分離式錠子及彈性管式錠子的再生。
文檔編號(hào)D01H7/08GK2522438SQ01228468
公開日2002年11月27日 申請(qǐng)日期2001年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月8日
發(fā)明者繆山林 申請(qǐng)人:河南二紡機(jī)股份有限公司